Ｎｉ基体、実用上はＮｉ／Ａｕの形成法には大きくスパッタ、電解めっき、無電解めっきがあり、このうち
無電解めっきはＰを含む。
また各Ｎｉ製法で保護Ａｕ層の厚みが異なる。
スパッタは主にＵＢＭで利用される。
なおチップ部品では電解Ｎｉ／Ｓｎが、セラミック・パッケージでは電解Ｎｉ／Ａｕがおもに利用される。
Ｈｅ
Ｓｎ−３．５Ａｇ、Ｓｎ−Ｐｂ、ＵＢＭはスパッタＮｉ、無電解Ｎｉ−Ｐ／置換Ａｕ
Ｃｒ／スパッタ１．０μｍＮｉ／０．３μｍＡｕ
無電解Ｎｉ−Ｐ（１２．５ａｔ％）／置換Ａｕ
Ｓｎ−Ｐｂで厚い（Ａｕ，Ｎｉ）Ｓｎ４
Ｐｂリッチ相がＡｕ拡散路、ＡｕのＰｂ中拡散は一桁Ｓｎより大きい。
Ｈｅ 固相反応 Ｎｉ−Ｐ
Ｓｎ−３７Ｐｂ、Ｓｎ−３．５Ａｇ
スパッタ１０００ÅＣｒ／スパッタ１μｍＮｉ／無電解５μｍＮｉ（１２．５Ｐａｔ％）／Ａｕ
１３０℃、１００ｈ （ａ）Ｓｎ−３．５Ａｇ、 （ｂ）Ｓｎ−３７Ｐｂ （以下同様）
１３０℃、４００ｈ
Ｓｎ−３７Ｐｂのボイド、１７０℃で１００ｈと６２５ｈ
Ｓｎ−３．５Ａｇのボイドと模式図、１９０℃、４００ｈ
液体反応 He
Ｓｎ−３．５Ａｇ
スパッタ１μｍNi/０．３Au、無電解Ni-P/０．０５μｍAu
固体反応
Ｓｎ−３．５Ａｇ、Ｓｎ−３７Ｐｂ
スパッタ１μｍNi/０．１Au、無電解Ni-P/Au
Ｓｈａｒｉｆ 無電解Ｎｉと電解Ｎｉ
Ｓｈａｒｉｆ
ＳＡＣ３５５、Ｓｎ−３．５Ａｇ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ、無電解Ni/０．５μｍAu
その２
BGA：Sn-3.5Ag、SAC3５5とパッド：電解Ni/０．５μｍAu
（ａ）ではＮｉは完全消費されＣｕ露出
Ｉｓｌａｍ ＠
SAC355はんだボール、パッド：電解Cu/Ni/Au、無電解Cu/NiP/Au（詳細不明）
初めはIMCの成長とNiPの溶解は電解Niより遅いが、溶融はんだとの長時間反応（２ｈ〜３ｈ）でIMCの破壊とボイド
によりIMCの成長とNiPの溶解が増加し、電解Niより速くなる。
最初Cu-Sn IMCが形成され、これがNiと反応しSn-Ni-Cu IMCが形成される。ついではんだからのCu供給制限でNi-Sn IMCが
形成される。無電解NiPの接合界面がPリッチNi層の存在とPのIMCへの包摂で弱く、脆い。
Ｎｉ−Ｖ
ＳＡＣ３０５、２４５℃ピーク・リフロー。
スパッタ１μｍＮｉ−Ｖ／０．１μｍＡｇ、電解Ｎｉ／スパッタ０．１μｍＡｇ（疑問あり）、無電解４μｍＮｉ−Ｐ／置換０．１μｍＡｕ
Ｎｉ−Ｐ：（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、（Ｎｉ，Ｃｕ）３Ｓｎ４、Ｎｉ３Ｐ
Ｎ−Ｖ：（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｃｕ−Ｖ
Ｎｉ：（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、（Ｎｉ，Ｃｕ）３Ｓｎ４（７、８）
１５０℃エージング
ＩＭＣ厚み変化
ＩＭＣ層は
Ｎｉ−Ｐ：（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、（Ｎｉ，Ｃｕ）３Ｓｎ４、Ｎｉ３Ｐ→（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、（Ｎｉ，Ｃｕ）３Ｓｎ４、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ、Ｎｉ３Ｐ
Ｎ−Ｖ：（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｃｕ−Ｖ
Ｎｉ：（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、（Ｎｉ，Ｃｕ）３Ｓｎ４→（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ｃｕ３Ｓｎ
１５０℃、２４ｈ、４８ｈ、９６ｈエージング（右：拡大）
Ni-P
Chen 南洋理工大 ＠ UBM：スパッタ１μｍNi/０．３μｍAu、無電解Ni/０．０３μｍAu、はんだSn-3.5Ag
UBM：スパッタ１μｍNi/０．３μｍAu、無電解Ni/０．０３μｍAu、はんだSn-3.5Ag
Ni-PのほうがIMC成長は速く、カーケンダール・ボイドが生成。
Ni3Sn4とNi3Pの間にNi-Sn-P層が形成される。
Chen ＠ SAC305、電解Ni/１μｍAu、無電解Ni-１０P/０．０３μｍAu
SAC305、電解Ni/１μｍAu、無電解Ni-１０P/０．０３μｍAu
Cuの（Cu,Ni,Au)6Sn5としての消費にともない（Au,Ni)Sn4の再堆積が起こる。これにははんだの体積効果が
影響する。
ＳＡＣにも係わらず再堆積
bga
交通大 Chen 電解と無電解
EL側は１回リフローが多いにもかかわらずIMCは薄い。
IMCが厚くなると圧縮応力で剥離？
Ｌｉ 王立カレッジ
電解Ｎｉと無電解Ｎｉ−Ｐ、Ｓｎ−５８Ｂｉ
Sn-Bi/Ni ６ｈ、４８ｈ
Ｓｎ−Ｂｉ／Ｎｉ−Ｐ ２ｈ、１６ｈ、４８ｈ
Ｓｎ−Ｂｉ−１Ｃｕ／Ｎｉ ２５ｈ、１２０ｈ、４３２ｈ、７６８ｈ
Ｓｎ−Ｂｉ−１Ｃｕ／Ｎｉ−Ｐ ２５ｈ、４３２ｈ、７１６ｈ
Ｋｏｏ
Ｓｎ−３．５Ａｇ、電解、無電解
SEM micrographs of the Sn-3.5Ag solder/substrate interface in terms of the metallization of the BGA substrates after
(a, d, g) one reflow, (b, e, h) five reflows and (c, f, i) 10 reflows: (a-c) Cu substrate, (d-f) electrolytic Ni/Au substrate and (g-i) ENIG substrate.
Ni3Sn4,Ni-Sn-P,Ni3P
SEM micrographs of the solder ball in the (a, b) Sn?3.5Ag, (c, d) Sn?3.5Ag/Ni/Au solder joints after (a, c) one reflow and (b, d) 10 reflows.
Shear force and displacement at break with the metallization of BGA substrates during multiple reflows: (a) shear force and (b) displacement at break.
Cross-sectional SEM micrographs of the specimens sheared after (a, d) one reflow, (e) five reflows and (b, c, f) 10 reflows: (a, b) Cu substrate, (c) electrolytic Ni/Au substrate and (d-f) ENIG substrate
（Ｂ） 無電解Ｎｉ−Ｂ
杉崎
無電解Ｎｉ−Ｂ／０．０５μｍＡｕ、
Ｓｎ３７ＰｂではＢ偏析が生じているが、ＳＡＣ３５７５ではこれより少なく、Ｓｎ−８Ｚｎ−３Ｂｉでは起こっていない。
Ｙｏｏｎ
Ｓｎ−３．５Ａｇの場合Ｎｉ３Ｂが形成される。
Ｙｏｏｎ
反応はＮｉ−Ｐとのほうが遅い。
Ｋａｎｇ
| 戻 る | 目 次 | 次 へ |